國內(nèi)外醋酸乙烯的生產(chǎn)工藝比較

1、2.1 乙炔法乙炔法在20 世紀(jì)60 年代以前是醋酸乙烯的主要生產(chǎn)方法。20 世紀(jì)70 年代以來，隨著全球石油化工的發(fā)展，乙烯價廉易得，乙烯法由此占據(jù)了醋酸乙烯生產(chǎn)的主導(dǎo)地位。 2.1.1 電石乙炔法的Wacker 技術(shù)1956 年，日本可樂麗公司成功開發(fā)出流化床催化工藝之后，乙炔氣相法的生產(chǎn)技術(shù)日臻完善。催化劑隨著操作時間而老化，反應(yīng)溫度也由此而逐步升高，故每3 個月需要更換一次催化劑。以醋酸計的單程轉(zhuǎn)化率為80%，以乙炔和醋酸計的醋酸乙烯選擇性分別為97%與95%。電石乙炔法由于污染大、成本高，在國外已屬逐步淘汰的技術(shù)。 2.1.2 天然氣乙炔法的Borden 技術(shù)該技術(shù)以天然氣部分氧化制

2、取乙炔，并用副產(chǎn)的合成氣生產(chǎn)醋酸，然后二者合成醋酸乙烯。Borden 技術(shù)在天然氣資源豐富的國家和地區(qū)很有競爭力。另外，Borden 技術(shù)的反應(yīng)產(chǎn)物分離方法不同于Wacker 技術(shù)的低溫冷卻法，而是采用以醋酸為吸收劑回收反應(yīng)產(chǎn)物的流程，由此提高了乙炔的凈化和回收率，并使裝置的操作費用比Wacker 技術(shù)降低30%左右。2.2 乙烯法乙烯法也有液相法和氣相法兩種，液相法因催化劑系統(tǒng)（PdCI2）對設(shè)備的腐蝕性太大，目前已基本被淘汰。乙烯氣相法生產(chǎn)醋酸乙烯的工藝原理是在鈀基催化劑的作用下，乙烯與醋酸在反應(yīng)器中合成醋酸乙烯。表1 各種乙烯氣相法工藝比較Bayer 技術(shù)采用Pd- Au/SiO2作催化

3、劑，醋酸鉀作助催化劑，乙烯、醋酸與O2混合物以一定的進料進入列管式固定床反應(yīng)器進行氧乙酰化反應(yīng)合成醋酸乙烯。該技術(shù)的工藝過程由原料混合與氧乙?；磻?yīng)、反應(yīng)氣分離及醋酸乙烯精制等單元組成。該法的乙烯氧乙?；磻?yīng)起始溫度較低，約1400C。隨著反應(yīng)時間的推移，催化劑活性逐漸下降，因此需提高溫度以維持活性，最終反應(yīng)溫度為1800C。催化劑使用壽命1 年左右；產(chǎn)品時空收率為6.72t VAc/m3.d，單臺反應(yīng)器設(shè)計規(guī)模為57.5 萬t/a，只需一臺循環(huán)氣壓縮機。USI 技術(shù)與Bayer 技術(shù)無論是工藝原理，還是操作過程都非常相似，只是其工藝條件較為溫和，但產(chǎn)品的時空收率較低，僅為Bayer 技術(shù)的6

4、0%，單臺反應(yīng)器生產(chǎn)能力小，不宜進行大規(guī)模生產(chǎn)，Bayer 技術(shù)的時空收率較高，易于實現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，經(jīng)濟優(yōu)越性更為明顯，故目前已有的以乙烯為原料路線的醋酸乙烯裝置絕大多數(shù)采用Bayer 技術(shù)。Leap 技術(shù)作為一種新興的乙烯氣相法工藝，無論是工藝原理，還是操作過程，都與傳統(tǒng)的乙烯氣相法的醋酸乙烯工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)（Bayer 技術(shù)與USI 技術(shù)）非常相似。但是，BP 公司開發(fā)的Leap 技術(shù)，采用流化床反應(yīng)器，改善了反應(yīng)過程的傳熱，從而提高了醋酸乙烯的產(chǎn)率，單臺反應(yīng)器生產(chǎn)能力與傳統(tǒng)的乙烯氣相法相比提高了一倍。催化劑壽命也延長一倍以上。此外，由于采用流化床反應(yīng)器，可以減少或除去反應(yīng)器所需的大量冷卻

5、管/ 盤管，也便于采用較小的反應(yīng)器，還可以除去固定床工藝所需的液體蒸餾塔及氣體預(yù)熱交換器等，使裝置投資減少30%。因此Leap 技術(shù)是目前世界上最先進的乙烯器相法的醋酸乙烯工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。2.3 Halcon 法20 世紀(jì)80 年代，美國的Halcon 公司開發(fā)了以煤為原料制取VAc 工藝，工藝過程大致如下：首先以煤為原料制合成氣，合成氣羰基合成甲醇，甲醇與合成氣羰基合成醋酸，醋酸與甲醇酯化得到醋酸甲酯。醋酸甲酯通過羰基化反應(yīng)生成亞乙基二乙酸酯(EDA)，再經(jīng)熱裂解生成VAc 和醋酸。該法不用乙烯和醋酸作原料，實現(xiàn)了以煤為單一原料生產(chǎn)VAC。醋酸甲酯氫甲?；磻?yīng)最為關(guān)鍵，所使用的均相催化劑系統(tǒng)

6、由RhCl3- - 皮考啉- CH3I 構(gòu)成。反應(yīng)溫度1800C，壓力5.1Mpa，醋酸甲酯單程轉(zhuǎn)化率44%，亞乙基二醋酸酯選擇性88.5%。亞乙基二醋酸酯分解生成醋酸乙烯的反應(yīng)在液相中進行，采用苯磺酸作催化劑，乙基二醋酸酯轉(zhuǎn)化率70%，醋酸乙烯選擇性87%。Halcon 法生產(chǎn)成本較高，故至今尚未實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。但是為今后C1 化學(xué)、醋酸、VAc 及下游產(chǎn)品構(gòu)成一體化的聯(lián)合裝置發(fā)展提供了很好的參考。附錄資料：不需要的可以自行刪除鋼筋閃光對焊工藝標(biāo)準(zhǔn)交底1 范圍本工藝標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)與民用建筑熱軋鋼筋的連續(xù)閃光焊，預(yù)熱閃光焊、閃光預(yù)熱閃光焊。2 施工準(zhǔn)備2.1材料及主要機具：2.1.1鋼筋：鋼筋

7、的級別、直徑必須符合設(shè)計要求，有出廠證明書及復(fù)試報告單。進口鋼筋還應(yīng)有化學(xué)復(fù)試單，其化學(xué)成分應(yīng)滿足焊接要求，并應(yīng)有可焊性試驗。2.1.2 主要機具：對焊機具及配套的對焊平臺、防護深色眼鏡、電焊手套、絕緣鞋、鋼筋切斷機、空壓機、除銹機或鋼絲刷、冷拉調(diào)直作業(yè)線。常用對焊機主要技術(shù)數(shù)據(jù)見表420。常用對焊機主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表420焊機型號UN150UN175UN1100UN2150UN171501動夾具傳動方式杠桿擠壓彈簧(人力操縱)電動機凸輪氣一液壓額定容量KVA5075100150150負(fù)載持續(xù)率%2520202050電源電壓V220/380220/380380380380次級電壓調(diào)節(jié)范圍V2.9

8、5.03.527.044.57.64.058.103.87.6次級電壓調(diào)節(jié)級數(shù)6881616連續(xù)閃光焊鋼筋最大直徑10121216162020252025預(yù)熱閃光焊鋼筋最大直徑mm20223236404040每小時最大焊接件數(shù) 5075203080120冷卻水消耗量 L/h200200200200600壓縮空氣壓力MPa0.550.6壓縮空氣消耗量M3/h1552.2 作業(yè)條件：2.2.1 焊工必須持有有效的考試合格證。2.2.2對焊機有配套裝置、冷卻水、壓縮空氣等應(yīng)符合要求。2.2.3 電源應(yīng)符合要求，當(dāng)電源電壓下降大于5%，小于8%時，應(yīng)采取適當(dāng)提高焊接變壓器級數(shù)的措施；大于8%時，不得進

9、行焊接。2.2.4 作業(yè)場地應(yīng)有安全防護設(shè)施，防火和必要的通風(fēng)措施，防止發(fā)生燒傷、觸電及火災(zāi)等事故。2.2.5 熟悉料單，弄清接頭位置，做好技術(shù)交底。3 操作工藝3.1 工藝流程：檢查設(shè)備選擇焊接工藝及參數(shù) 試焊、作模擬試件 送試 確定焊接參數(shù) 焊接 質(zhì)量檢驗3.1.1 連續(xù)閃光對焊工藝過程：閉合電路閃光/(兩鋼筋端面輕微接觸) 連續(xù)閃光加熱到將近熔點/(兩鋼筋端面徐徐移動接觸) 帶電頂鍛 無電頂鍛3.1.2 預(yù)熱閃光對焊工藝過程：閉合電路 斷續(xù)閃光預(yù)熱/(兩鋼筋端面交替接觸和分開) 連續(xù)閃光加熱到將近熔點/(兩鋼筋端面徐徐移動接觸) 帶電頂鍛 無電頂鍛3.1.3 閃光-預(yù)熱閃光對焊工藝過程：

10、閉合電路 一次閃光閃平端面/(兩鋼筋端面輕微徐徐接觸) 斷續(xù)閃光預(yù)熱/(兩鋼筋端面交替接觸和分開) 二次連續(xù)閃光加熱到將近熔點/(兩鋼筋端面徐徐移動接觸 帶電頂鍛 無電頂鍛3.2 焊接工藝方法選擇：當(dāng)鋼筋直徑較小，鋼筋級別較低，可采用連續(xù)閃光焊。采用連續(xù)閃光焊所能焊接的最大鋼筋直徑應(yīng)符合表421的規(guī)定。當(dāng)鋼筋直徑較大，端面較平整，宜采用預(yù)熱閃光焊；當(dāng)端面不夠平整，則應(yīng)采用閃光一預(yù)熱閃光焊。級鋼筋焊接時，無論直徑大小，均應(yīng)采取預(yù)熱閃光焊或閃光一預(yù)熱閃光焊工藝。連續(xù)閃光焊鋼筋上限直徑 表421焊機容量(KVA)鋼筋級別鋼筋直徑(mm)150級級級252220100級級級20181675級級級161

11、4123.3 焊接參數(shù)選擇：閃光對焊時，應(yīng)合理選擇調(diào)伸長度、燒化留量、頂鍛留量以及變壓器級數(shù)等焊接參數(shù)。3.4 檢查電源、對焊機及對焊平臺、地下鋪放的絕緣橡膠墊、冷卻水、壓縮空氣等，一切必須處于安全可靠的狀態(tài)。3.5 試焊、做班前試件；在每班正式焊接前，應(yīng)按選擇的焊接參數(shù)焊接6個試件，其中3個做拉力試驗，3個做冷彎試驗。經(jīng)試驗合格后，方可按確定的焊接參數(shù)成批生產(chǎn)。3.6 對焊焊接操作：3.6.1 連續(xù)閃光焊：通電后，應(yīng)借助操作桿使兩鋼筋端面輕微接觸，使其產(chǎn)生電阻熱，并使鋼筋端面的凸出部分互相熔化，并將熔化的金屬微粒向外噴射形成火光閃光，再徐徐不斷地移動鋼筋形成連續(xù)閃光，待預(yù)定的燒化量消失后，以

12、適當(dāng)壓力迅速進行頂鍛，即完成整個連續(xù)閃光焊接。3.6.2 預(yù)熱閃光焊：通電后，應(yīng)使兩根鋼筋端面交替接觸和分開，使鋼筋端面之間發(fā)生斷續(xù)閃光，形成燒化預(yù)熱過程。當(dāng)預(yù)熱過程完成，應(yīng)立即轉(zhuǎn)入連續(xù)閃光和頂鍛。3.6.3 閃光一頂熱閃光焊：通電后，應(yīng)首先進行閃光，當(dāng)鋼筋端面已平整時，應(yīng)立即進行預(yù)熱、閃光及頂鍛過程。3.6.4 保證焊接接頭位置和操作要求：3.6.4.1焊接前和施焊過程中，應(yīng)檢查和調(diào)整電極位置，擰緊夾具絲桿。鋼筋在電極內(nèi)必須夾緊、電極鉗口變形應(yīng)立即調(diào)換和修理。3.6.4.2 鋼筋端頭如起彎或成“馬蹄”形則不得焊接，必須煨直或切除。3.6.4.3 鋼筋端頭120mm范圍內(nèi)的鐵銹、油污，必須清除

13、干凈。3.6.4.4 焊接過程中，粘附在電極上的氧化鐵要隨時清除干凈。3.6.4.5 接近焊接接頭區(qū)段應(yīng)有適當(dāng)均勻的鐓粗塑性變形，端面不應(yīng)氧化。3.6.4.6 焊接后銷冷卻才能松開電極鉗口，取出鋼筋時必須平穩(wěn)，以免接頭彎折。3.7 質(zhì)量檢查：在鋼筋對焊生產(chǎn)中，焊工應(yīng)認(rèn)真進行自檢，若發(fā)現(xiàn)偏心、彎折、燒傷、裂縫等缺陷，應(yīng)切除接頭重焊，并查找原因，及時消除。4 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)4.1 保證項目：4.1.1 鋼筋的品種和質(zhì)量必須符合設(shè)計要求和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。注：進口鋼筋需先經(jīng)過化學(xué)成分檢驗和焊接試驗，符合有關(guān)規(guī)定后方可焊接。檢驗方法：檢查出廠證明書和試驗報告單。4.1.2 鋼筋的規(guī)格、焊接接頭的位置、同一截面

14、內(nèi)接頭的百分比，必須符合設(shè)計要求和施工規(guī)范的規(guī)定。檢驗方法：觀察或尺量檢查。4.1.3 對焊接頭的力學(xué)性能檢驗必須合格。力學(xué)性能檢驗時，應(yīng)從每批接頭中隨機切取6個試件，其中3個做拉伸試驗，3個做彎曲試驗。 在同一臺班內(nèi)，由同一焊工完成的300個同級別、同直徑鋼筋焊接接頭作為一批。若同一臺班內(nèi)焊接的接頭數(shù)量較少，可在一周之內(nèi)累計計算。若累計仍不足300個接頭，則應(yīng)按一批計算。檢驗方法：檢查焊接試件試驗報告單。4.2 基本項目：鋼筋閃光對焊接頭外觀檢查結(jié)果，應(yīng)符合下列要求：4.2.1 接頭部位不得有橫向裂紋。4.2.2 與電極接觸處的鋼筋表面不得有明顯燒傷，級鋼筋焊接時不得有燒傷。檢驗方法：觀察檢

15、查。4.3 允許偏差項目：4.3.1 接頭處的彎折角不大于4度。4.3.2 接頭處的軸線偏移，不大于0.1倍鋼筋直徑，同時不大于2mm。檢驗方法：目測或量測。5 成品保護焊接后稍冷卻才能松開電極鉗口，取出鋼筋時必須平穩(wěn)，以免接頭彎折。6 應(yīng)注意的質(zhì)量問題6.1 在鋼筋對焊生產(chǎn)中，應(yīng)重視焊接全過程中的任何一個環(huán)節(jié)，以確保焊接質(zhì)量，若出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)參照表422查找原因，及時消除。6.2 冷拉鋼筋的焊接應(yīng)在冷拉之前進行。冷拉過程中，若在接頭部位發(fā)生斷裂時，可在切除熱影響區(qū)(離焊縫中心約0.7倍鋼筋直徑)后再焊再拉，但不得多于兩次。同時，其冷拉工藝與要求應(yīng)符合混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范(GB5020492)的規(guī)定。7 質(zhì)量記錄本工藝標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)具備以下質(zhì)量記錄：7.1 鋼筋出廠質(zhì)量證明書或試驗報告單。7.2 鋼筋機械性能復(fù)試報告。7.3 進口鋼筋應(yīng)有化學(xué)成分檢驗報告和可焊性試驗報告，國產(chǎn)鋼筋在加工過程中發(fā)生脆斷、焊接性能不良和機械性能顯著不正常的，應(yīng)有化學(xué)成分檢驗報告。7.4 鋼筋接頭的拉伸試驗報告、彎曲試驗報告。鋼筋對焊異常現(xiàn)象、焊接缺陷及防止措施 表422項次異常現(xiàn)象和缺陷種類防止措施1燒化過程劇烈，并產(chǎn)生強烈的爆炸聲降低變壓器級數(shù)減慢燒化速度2閃光不穩(wěn)定清除電極底部和表面的氧化物提高變壓器級數(shù)加快燒化速度3接頭中有氧化膜、未焊透或夾渣增加預(yù)熱程度加快臨近頂